仮想デスクトップ

コンピューティングにおいて、仮想デスクトップとは、通常WIMPパラダイム内でのユーザー インターフェイスに関して使用される用語であり、ソフトウェアの使用により、コンピューターのデスクトップ環境の仮想空間を画面の表示領域の物理的な制限を超えて拡張する方法を表します。これにより、デスクトップ領域の制限が補われ、実行中のグラフィカル アプリケーションの乱雑さを軽減できます。

画面の仮想領域を拡張するには、主に 2 つの方法があります。切り替え可能な仮想デスクトップを使用すると、ユーザーはデスクトップ ビューポートの仮想コピーを作成し、それらを切り替えることができます。開いているウィンドウは単一の仮想デスクトップ上にあります。もう 1 つの方法は、単一の仮想画面のサイズを物理的な表示デバイスのサイズを超えて拡張することです。通常、仮想デスクトップのサブセクションをスクロール/パンして表示することで、大きすぎる仮想デスクトップを移動します。

切り替え可能なデスクトップは、 1986年にオースティン・ヘンダーソンとスチュアート・カードによってゼロックスPARCで「Rooms」として設計・実装されました^[1]。そして（著者らは出版されるまでそのことを知りませんでしたが）概念的には1984年のパトリック・ピーター・チャンによる以前の研究に類似していました。この研究は米国特許で保護されていました^{[2] 。}

切り替え可能なデスクトップは、 1989 年にトム・ラストレンジによってswm ( X Window System用の Solbourne Window Manager )でより広い範囲のユーザーに紹介されました (「仮想デスクトップ」はもともとSolbourne Computerの商標でした)。^[3] 実行中のアプリケーションのウィンドウは、単にコンピュータのディスプレイ上の x、y 位置に配置されるのではなく、特定の仮想デスクトップ「コンテキスト」上の x、y 位置に配置されます。その後、その特定のコンテキストが有効になっている場合にのみ、ユーザーがそれらにアクセスできます。切り替え可能なデスクトップは、ユーザーが「コンテキスト」または画面スペースのページを切り替えるためのページャを提供します。一度にコンピュータのディスプレイに表示できるのは、そのうちの 1 つだけです。いくつかのX ウィンドウ マネージャーは、切り替え可能なデスクトップを提供しています。

その他の種類の仮想デスクトップ環境では、個別の仮想画面は提供されませんが、代わりに、使用可能なハードウェアが表示できるよりも大きいデスクトップをパンすることができます。この機能は、パン、デスクトップのスクロール、またはビューポートと呼ばれることもあります。たとえば、グラフィックス カードの最大解像度がモニターのディスプレイ解像度よりも高い場合、仮想デスクトップ マネージャーは、ウィンドウを画面の「端から外して」配置することを許可する場合があります。ユーザーは、マウス ポインターをディスプレイの端に移動することで、それらのウィンドウまでスクロールできます。大きな仮想画面の可視部分は、ビューポートと呼ばれます。

仮想デスクトップ マネージャーは、ほとんどのグラフィカル ユーザー インターフェイス オペレーティング システムで使用でき、各仮想デスクトップに異なる壁紙を配置したり、ホットキーやその他の便利な方法を使用してユーザーがさまざまな画面を切り替えることができるなど、さまざまな機能を提供します。

ハードウェア機能として複数のデスクトップ ディスプレイを実装した最初のプラットフォームは、1985 年にリリースされたAmiga 1000 でした。すべての Amiga は、グラフィック コプロセッサ (別名「Copper」) を使用して、複数のメモリ内画面を同時に表示することをサポートしていました。Copper は、画面の位置を待機してハードウェア レジスタに書き込むことができるシンプルなプロセッサでした。システム ROM API に実装された GUI を使用すると、プログラムはメモリを移動することなく、連続していないメモリから複数の独立した画面を透過的に表示できます。このハードウェア ベースのスクロールでは、ブリッティングは使用されませんが、ハードウェア パンニングと呼ばれるものに似たものが使用されます。ビデオ出力は、単に (1 回または複数回) どこに表示するか (スキャンライン) と、どの画面メモリ アドレスから表示するかが指示されます。画面は、待機位置またはフェッチ位置を変更することで、任意の位置に移動したり、任意の部分を表示したりできます。通常は 1 バイト値です。Copperlist は、機能するために垂直および水平の待機位置でソートする必要がありました。注: 参考資料のリストについては、http://www.faqs.org/faqs/amiga/books/ を参照してください。

各デスクトップまたは「画面」には、インターレースの使用を含め、独自の色深度 (使用可能な色の数) と解像度を設定できます。ディスプレイ チップセット (PC の「グラフィック カード」) は、これらのデスクトップ モードをオンザフライで切り替えることができ、1 つの画面の描画中に切り替えられるため、画面に表示される各デスクトップの間には通常 3 ピクセルの深さの線が引かれます。ただし、インターレース (ちらつき) されたデスクトップが 1 つ表示されると、画面上のすべてのデスクトップが同様に影響を受けます。

これにより、OS は単一の環境で「フルスクリーン」とウィンドウ化された「デスクトップ」スタイルのアプリケーションをシームレスに混在させることも可能になりました。

いくつかのプログラム、例えばVWorlds ^[4] (天文学シミュレータ) は、複数のデスクトップ機能を使用して、メインディスプレイ画面上に一連のコントロールを重ね合わせます。コントロールを上下にドラッグして、メインディスプレイの表示領域を増やしたり減らしたりできます。

ほぼすべてのUnixおよびUnix系システムは、ウィンドウ環境を提供するためにX Window SystemまたはWaylandプロトコルのいずれかを使用しており、2020年代初頭の時点では後者がLinuxベースのシステムでより普及しつつあります。これらのシステムは、ウィンドウの装飾、配置、管理が、前者ではウィンドウマネージャ、後者ではコンポジターと呼ばれる別の交換可能なプログラムによって処理されるという点で独特です。この分離により、サードパーティの開発者はさまざまなウィンドウマネージャ機能を導入することができ、その結果、Xで仮想デスクトップ機能が早期に開発されました。Unix用の仮想デスクトップの最初の実装は、1990年のvtwmでした。IXI LimitedのPanoramaは、Unix用の商用仮想デスクトップ製品の初期の例でした。^[5]今日のXウィンドウマネージャとWaylandコンポジターの多くには、仮想デスクトップ機能が含まれています。

設定できる仮想デスクトップの数は、2 つから数百までさまざまです。最も人気のあるデスクトップ環境であるGNOMEとKDEは、ワークスペースと呼ばれる複数の仮想デスクトップを使用します。これらの数は固定されている場合もあれば、データが取り込まれると即座に作成される場合もあります。FVWMなどの一部のウィンドウ マネージャーは、ユーザーがアプリケーションをさらに整理できるように、個別の「デスク」を提供します。たとえば、ユーザーは「仕事用」と「自宅用」というラベルの付いた個別のデスクを持ち、両方のデスクで同じプログラムを実行しても、それぞれ異なる機能を果たすことができます。dwmやSawfishなどの一部のウィンドウ マネージャーは「タグ付け」(KDE の場合はウィンドウ ルール) をサポートしており、アプリケーションを常に特定のデスクトップ、画面、位置で起動するように構成して、自動整理と一貫したナビゲーションを実現できます。

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  Kubuntu 21.04 ( KDE Plasma 5 ) の複数のディスプレイと仮想デスクトップの配置。テーマ (グリッド) はデフォルトではなく、高度に構成可能です。ナビゲーションは通常、コンピューターのマウスまたは矢印キーで行います。コンポジット ウィンドウ マネージャーは、Linux システムでこの種の効果を実現するソフトウェアです。

IBMのパーソナルコンピュータOS/2オペレーティングシステムには、1996年のOS/2 Warp 4リリースで複数のデスクトップ（ネイティブで最大4つ）が含まれていました。この機能は、最大100の仮想デスクトップをサポートするオープンソースのXWorkplaceプロジェクトでも提供されています。XWorkplaceは、 OS/2のArcaOSディストリビューションに含まれています。^[6]

Windows 10と11は、 「タスクビュー」と呼ばれるシステムを通じて仮想デスクトップを提供します。^{[7] [8]}

Windows 10 より前のMicrosoft Windowsでは、ユーザーがアクセスできる方法で仮想デスクトップをネイティブに実装していませんでした。Windows のアーキテクチャには、「デスクトップ オブジェクト」と呼ばれるオブジェクトがあり、ログオンとセキュリティで保護されたデスクトップ シーケンス ( Ctrl+ Alt+Delete ) 用の個別の画面を実装するために使用されます。ユーザーが独自のデスクトップを作成したり、プログラムを配置したりするためのネイティブで簡単な方法はありません。^[9]ただし、多くのサードパーティ製品( VirtuaWin、Dexpot など) と、部分的にサポートされている一部の Microsoft 製品では、さまざまな完成度で仮想デスクトップが実装されています。

Microsoft は、Windows Vista または Windows Server 2008 以降のオペレーティング システムを実行しているユーザーが最大 4 つの仮想デスクトップでアプリケーションを実行できるようにする Desktops というユーティリティを提供しています。Windows 用の他のほぼすべての仮想デスクトップ ソリューションとは異なり、このユーティリティは実際にはネイティブの「デスクトップ オブジェクト」を使用します (前述のとおり)。このため、デスクトップ間でプログラムを移動する機能や、ログオフしない限り仮想デスクトップの使用をまったく停止する機能は提供されておらず、^[10] Windows Aero はプライマリ デスクトップ オブジェクトでのみ機能します。

Microsoft は以前、Windows XP 用の Virtual Desktop PowerToy を提供していました。これは、各グループが異なるデスクトップである、ウィンドウをグループで非表示および表示するというより一般的な方法で、多数のデスクトップをシミュレートします。ただし、提供される機能は、他の多くの仮想デスクトップ ソリューションの機能ほど包括的ではありません (たとえば、アプリケーション バー ボタンが点滅している場合でも、特定のデスクトップにウィンドウが保持されるなど)。ウィンドウを非表示および表示することで動作するすべての仮想デスクトップ ユーティリティと同様に、アプリケーション開発者は Windows プラットフォームで仮想デスクトップが使用されることを想定していないため、アプリケーションの互換性の問題がよく発生します。

歴史的には、Nvidiaの nView 製品 (Vista 以降、GeForce カード所有者向けにこの製品は廃止されました) などの一部のビデオ カード ドライバーに同梱されているソフトウェアが仮想デスクトップ機能を提供していました。これらのプログラムの一部は、 Compizで利用できる機能と同様の魅力的な機能を提供します。

LiteStep 、Emerge Desktop など、 Windows 用のデスクトップ シェルの代替品の多くは、オプションのモジュールを介して仮想デスクトップもサポートしています。

クラシック Mac OSでは、スクロール デスクトップは、 1986 年にWes Boyd (後のBerkeley Systemsの創設者)によって作成された Stepping Out というサードパーティ拡張機能によってMacintoshユーザーに提供されました。この拡張機能のコードは Apple によって Mac OS のそれ以降のバージョンに統合されましたが、画面よりも大きな仮想デスクトップを作成する機能は削除されました。代わりに、このコードは視覚障害のあるユーザーがデスクトップの一部を拡大表示し、より大きく、より識別しやすい画像として表示するための補助として使用されました。

macOS はUnix を基盤としているにもかかわらず、GUI にX Window System を使用しておらず、初期のバージョンでは仮想デスクトップがサポートされていませんでした。2007 年後半のMac OS X 10.5 Leopard以降、macOS にはネイティブの仮想デスクトップ サポートが搭載されています。これはSpacesと呼ばれ、最大 16 個の仮想デスクトップを使用できます。これにより、ユーザーはアプリケーションを特定の「Space」に関連付けることができます。OS X 10.7 Lion以降、この機能はMission Controlに移動されました。

BeOS には、「ワークスペース」と呼ばれる仮想デスクトップの実装が含まれていました。最大 32 個の異なるワークスペースがサポートされていました。

• Ars Technica: 「Micro-AmigaOne および Amiga OS4 開発者向けプレリリース」(アップデート 1)、Jeremy Reimer 著、2005 年 1 月 17 日 (月曜日) (「デスクトップとドロワー」セクション)。